DE102005033087A1 - Method and device for avoiding rear-end collisions - Google Patents
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Abstract
Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung von Auffahrunfällen beim Anfahren hinter einem vorausbefindlichen Fahrzeug, wobei mittels einer in das Fahrzeugvorfeld ausgerichteten Umfeldsensorik der Abstand und/oder die Geschwindigkeit zu dem vorausbefindlichen Fahrzeug ermittelt wird und bei Vorliegen einer Anfahrsituation eine fahrerbetätigte Längsdynamikvorgabe ausgewertet wird, ob eine Kollisionsgefahr des eigenen Fahrzeugs mit dem vorausbefindlichen Fahrzeug vorliegt, und bei Vorliegen einer Kollisionsgefahr in den Antriebsstrang und/oder die Verzögerungseinrichtungen des Fahrzeugs eingegriffen wird, um die Kollisionsgefahr zu vermindern, und/oder Fahrerwarneinrichtungen angesteuert werden, um den Fahrer über die Kollisionsgefahr zu informieren.method and device for avoiding rear-end collisions when starting behind a preceding vehicle, wherein by means of a in the vehicle apron aligned environment sensors of the distance and / or speed is determined to the preceding vehicle and if present a starting situation evaluated a driver-actuated longitudinal dynamics default is whether a risk of collision of the vehicle with the vorausbefindlichen Vehicle exists, and in the presence of a risk of collision in the Drive train and / or the delay devices intervention of the vehicle to reduce the risk of collision, and / or driver warning devices are driven to the driver over the Risk of collision.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung von Auffahrunfällen beim Anfahren hinter einem vorausbefindlichen Fahrzeug, wobei mittels einer in das Fahrzeug Vorfeld ausgerichteten Umfeldsensorik der Abstand und/oder die Geschwindigkeit zu dem vorausbefindlichen Fahrzeug ermittelt wird und bei Vorliegen einer Anfahrsituation eine fahrerbetätigte Längsdynamikvorgabe ausgewertet wird, ob eine Kollisionsgefahr des eigenen Fahrzeugs mit dem vorausbefindlichen Fahrzeugs vorliegt und bei Vorliegen einer Kollisionsgefahr in den Antriebsstrang und/oder die Verzögerungseinrichtungen des Fahrzeugs eingegriffen wird um die Kollisionsgefahr zu vermindern und/oder Fahrerwarneinrichtungen angesteuert werden um den Fahrer über die Kollisionsgefahr zu informieren.The The present invention relates to a method and an apparatus to avoid rear-end collisions when starting behind a preceding vehicle, by means of a in the vehicle apron oriented environment sensors of Distance and / or the speed to the preceding vehicle is determined and in the presence of a starting situation, a driver-actuated longitudinal dynamics default is evaluated, whether a risk of collision of the own vehicle is present with the preceding vehicle and if present a risk of collision in the drive train and / or the deceleration devices the vehicle is intervened in order to reduce the risk of collision and / or Driver warning devices are controlled to the driver on the Risk of collision.
Aus
der
Kern und Vorteile der ErfindungCore and advantages the invention
Der Kern der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben mit denen die Gefahr von Auffahrunfällen beim Anfahren hinter einem vorausbefindlichen Fahrzeug vermieden werden, indem eine Kollisionsgefahr ermittelt wird und in Abhängigkeit des Grades der Kollisionsgefahr in den Antriebsstrang und oder die Verzögerungseinrichtungen des Fahrzeugs eingegriffen wird um ein zu starkes Beschleunigen des Fahrzeugs zu vermeiden und der Fahrer mittels einer Fahrerwarneinrichtung über die erhöhte Kollisionsgefahr informiert wird. Hierbei kann eine Anfahrsituation dadurch erkannt werden, dass das vorausbefindliche Fahrzeug mittels der Umfeldsensorik als stillstehend erkannt wurde und im darauf folgenden Messzyklen eine Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs gemessen wird. Durch Auswertung der Längsdynamikvorgaben des Fahrers, die aus dem momentanen Fahrpedalbetätigungswinkel und dem momentanen Bremspedalbetätigungswinkel abgeleitet wird, kann unter Zuhilfenahme des momentanen Abstands d und der momentanen Relativgeschwindigkeit vrel eine Kollisionsgefahr bestimmt werden. In diesem Fall wird in die Antriebsstrangregelung eingegriffen, indem beispielsweise die Fahrpedalkennlinie umparametriert wird, so dass bei einem bestimmten Fahrpedalbetätigungswinkel αFP eine geringere Beschleunigungsanforderung ausgegeben wird, als im üblichen Fahrbetrieb diesem Winkel αFP zugeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine geringere Beschleunigungsanforderung an das Fahrzeug, wodurch bei einer erhöhten Kollisionsgefahr das Fahrzeug weniger stark beschleunigt wird, als es der Fahrer aus dem üblichen Fahrbetrieb gewohnt ist. Der Eingriff in die Verzögerungseinrichtungen des Fahrzeugs kann derart ausgestaltet sein, dass ein Bremsdruckaufbau der Radbremsen automatisch aufgebaut und gesteuert wird, sodass die Fahrzeugbeschleunigung durch die Fahrpedalbetätigung des Fahrers gleichzeitig gebremst wird, um bei einem erhöhten Kollisionsrisiko eine zu starke Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs zu verhindern. Weiterhin kann durch den automatischen Bremsdruckaufbau verhindert werden, dass beim Anfahren an einer Steigung das eigene Fahrzeug rückwärts wegrollt wenn der Fahrer nicht rechtzeitig das Fahrpedal betätigt oder das Fahrzeug weniger stark beschleunigt, als es der Fahrer aus den übrigen Fahrsituationen gewohnt ist, da gleichzeitig die Fahrpedalkennlinie umparametriert ist. Weiterhin kann der Fahrer über die erhöhte Kollisionsgefahr informiert werden, indem beispielsweise akustische oder optische Warneinrichtungen aktiviert werden oder indem beispielsweise ein Fahrpedal mit aktiver Rückstellkraft verwendet wird, bei dem die Widerstandskraft des Fahrpedals elektrisch steuerbar ist. Im Fall einer erhöhten Kollisionsgefahr ist es hierbei möglich, die Rückstellkraft des Fahrpedals FFP zu erhöhen, sodass der Fahrer am Fahrpedal einen erhöhten Gegendruck spürt, woraufhin er intuitiv den Fahrpedalbetätigungswinkel αFP verringert, sodass die Kollisionsgefahr vermindert wird. Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The essence of the present invention is to provide a method and a device with which the risk of rear-end collisions when approaching behind a preceding vehicle can be avoided by a risk of collision is determined and depending on the degree of risk of collision in the drive train and or the deceleration devices of the vehicle is intervened in order to avoid excessive acceleration of the vehicle and the driver is informed by means of a driver warning device on the increased risk of collision. In this case, a starting situation can be recognized by the fact that the vehicle ahead was detected as stationary by means of the environmental sensor system and an acceleration of the own vehicle is measured in the subsequent measuring cycles. By evaluating the longitudinal dynamic specifications of the driver, which is derived from the instantaneous accelerator pedal actuation angle and the instantaneous brake pedal actuation angle, a collision risk can be determined with the aid of the instantaneous distance d and the instantaneous relative speed v rel . In this case, intervention in the drivetrain control by the accelerator pedal characteristic is reconfigured for example, so that at a certain accelerator opening angle α FP a lower acceleration request is issued, as in the usual driving operation that angle α FP is associated. This results in a lower acceleration request to the vehicle, whereby at an increased risk of collision, the vehicle is accelerated less than the driver is used to from the usual driving. The intervention in the deceleration devices of the vehicle may be configured such that a brake pressure build-up of the wheel brakes is automatically built up and controlled, so that the vehicle acceleration is simultaneously braked by the accelerator operation of the driver to prevent an excessive acceleration of the own vehicle at an increased risk of collision. Furthermore, it can be prevented by the automatic brake pressure build-up that when starting on a slope, the own vehicle rolls away when the driver does not press the accelerator pedal in time or accelerates the vehicle less than the driver is used to from the other driving situations, because at the same time the accelerator characteristic is reparameterized. Furthermore, the driver can be informed about the increased risk of collision, for example by activating audible or visual warning devices or by using, for example, an accelerator pedal with active restoring force, in which the resistance of the accelerator pedal is electrically controllable. In the case of an increased risk of collision, it is possible here to increase the restoring force of the accelerator pedal F FP , so that the driver feels an increased back pressure on the accelerator pedal, whereupon he intuitively reduces the accelerator pedal actuation angle α FP , so that the risk of collision is reduced. According to the invention this is achieved by the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements emerge from the subclaims.
Vorteilhafterweise wird eine Anfahrsituation erkannt, wenn das eigene Fahrzeug aus dem Stillstand beschleunigt und die eigene Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer vorbestimmten Grenzgeschwindigkeit liegt.advantageously, a starting situation is detected when the own vehicle off accelerates the standstill and the own vehicle speed is below a predetermined limit speed.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Umfeldsensorik ein Ultraschallsensor, ein Radarsensor, ein Lidarsensor, ein Photonic-Mixing-Device (PMD)-Sensor, ein Videosensor oder eine Kombination aus diesen Sensorarten ist.Furthermore, it is advantageous for the environment sensor system to be an ultrasound sensor, a radar sensor, a lidar sensor, a photonic mixing device (PMD) sensor, a video sensor or a combination of these types of sensors.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die fahrerbetätigte Längsdynamikvorgabe eine Fahrpedalbetätigung ist und/oder ein Loslassen des Bremspedals ist.Farther it is advantageous that the driver-actuated longitudinal dynamics default is an accelerator pedal operation and / or releasing the brake pedal.
Vorteilhafterweise erfolgt der Eingriff in den Antriebsstrang des Fahrzeugs durch eine Veränderung der Fahrpedalkennlinie. Die Fahrpedalkennlinie ist hierbei die Zuordnung einer Beschleunigungsanforderung oder einer Motormomentenanforderung in Abhängigkeit des momentan eingestellten Fahrpedalbetätigungswinkels αFP, wobei in dieser Anfahrsituation die Kennlinie derart geändert werden kann, dass bei gleichem Fahrpedalbetätigungswinkel αFP eine geringere Beschleunigungsanforderung bzw. eine geringere Motormomentenanforderung ausgegeben wird, als es im üblichen Fahrbetrieb vorgesehen ist.Advantageously, the intervention in the drive train of the vehicle by a change in the accelerator pedal characteristic. The accelerator characteristic here is the assignment of an acceleration request or an engine torque demand as a function of the currently set accelerator pedal angle α FP , wherein in this Anfahrsituation the characteristic can be changed such that at the same accelerator pedal angle α FP a lower acceleration request or a lower engine torque request is issued than it is provided in the usual driving.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Eingriff in die Verzögerungseinrichtungen durch einen automatischen Bremsdruckaufbau erfolgt, um ein kollisionsgefährdendes, fahrerbetätigtes Anfahren zu erschweren.Farther It is advantageous that the intervention in the deceleration devices by an automatic brake pressure build-up, in order to prevent a collision-endangering, driver-operated Start to complicate.
Vorteilhafterweise erfolgt der Eingriff in die Verzögerungseinrichtungen durch einen automatischen Bremsdruckaufbau um ein Zurückrollen des eigenen Fahrzeugs beim Anfahren an einer Steigung zu verhindern. Das Zurückrollen des eigenen Fahrzeugs beim Anfahren an einer Steigung kann dadurch begünstigt werden, dass die Fahrpedalkennlinie umparametriert wurde, sodass bei einem bestimmten Fahrpedalbetätigungswinkel αFP eine geringere Beschleunigungsanforderung bzw. geringere Motormomentenanforderung ausgegeben wird, als dies im üblichen Fahrbetrieb vorgesehen ist, wodurch beim Anfahren am Berg durch diese Umparametrierung die tatsächlich angeforderte Beschleunigungs- bzw. Motormomentenanforderung so gering werden kann, dass ein Zurückrollen des eigenen Fahrzeugs droht ohne dass der Fahrer hierauf vorbereitet ist. Insbesondere die Kombination der Umparametrierung der Fahrpedalkennlinie mit dem automatischen Bremsdruckaufbau hat zur Folge, dass auch in dieser Anfahrsituation an einer Steigung der nachfolgende Verkehrsteilnehmer nicht stärker gefährdet wird als ohne das erfindungsgemäße System. Um ein Anfahren am Berg erkennen zu können kann ein Längsbeschleunigungssensor vorgesehen sein, der ein Längsbeschleunigungssignal ax bereitstellt. Wahlweise kann die Längsbeschleunigung ax auch aus einer zeitlichen Ableitung der Relativgeschwindigkeit von Objekten, die von der Umfeldsensorik als stehende Objekte erkannt wurden, verwendet werden.Advantageously, the intervention takes place in the deceleration devices by an automatic brake pressure build-up to prevent a rolling back of the own vehicle when starting on a slope. The rolling back of the own vehicle when starting on a slope can be favored that the accelerator pedal characteristic has been reparameterized so that at a certain accelerator pedal angle α FP a lower acceleration request or lower engine torque request is issued, as provided in the usual driving, whereby when starting on Berg can be so low by this Umparametrierung the actually requested acceleration or engine torque requirement that a rolling back of the own vehicle threatens without the driver is prepared for it. In particular, the combination of the Umparametrierung the accelerator characteristic with the automatic brake pressure build-up has the consequence that even in this Anfahrsituation on a slope of the following road users is not more at risk than without the inventive system. In order to be able to detect a start on the mountain, a longitudinal acceleration sensor can be provided, which provides a longitudinal acceleration signal a x . Optionally, the longitudinal acceleration a x can also be used from a time derivative of the relative speed of objects that were detected by the surroundings sensor as standing objects.
Weiterhin ist es vorteilhaft dass die Fahrerwarnung mittels eines Fahrpedals mit elektrisch steuerbarer Rückstellkraft erfolgt, wobei bei einer erhöhten Kollisionsgefahr die Rückstellkraft FFP des Fahrpedals erhöht wird. Derart Gefahrpedale sind bereits am Markt erhältlich und sind unter anderem unter der Bezeichnung Force-Feedback-Pedal bekannt.Furthermore, it is advantageous that the driver warning by means of an accelerator pedal with electrically controllable restoring force, wherein at an increased risk of collision, the restoring force F FP of the accelerator pedal is increased. Such danger pedals are already available on the market and are known, inter alia, under the name force feedback pedal.
Weiterhin ist es voreilhaft, dass die Fahrerwarneinrichtung eine akustische Signalisiereinrichtung, beispielsweise in Form einer Textausgabe oder in Form eines Summers vorgesehen ist. Zusätzlich zur akustischen Signalisiereinrichtung oder als Alternative hierzu ist es auch möglich eine optische Fahrerwarneinrichtung vorzusehen, indem beispielsweise eine Warnleuchte aktiviert wird oder eine Klartextausgabe im Display des Armaturenbretts ausgegeben wird.Farther it is premature that the driver warning device an audible Signaling device, for example in the form of a text output or provided in the form of a buzzer. In addition to the acoustic signaling device or alternatively, it is also possible an optical driver warning device provided by, for example, a warning light is activated or a plain text output appears on the display of the dashboard becomes.
Vorteilhafterweise kann der Fahrer durch eine Fahrpedalübersteuerung die Kollisionsvermeidungsfunktion jederzeit deaktivieren.advantageously, the driver can by an accelerator override the collision avoidance function disable at any time.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Kollisionsvermeidungsfunktion nur unterhalb einer oberen Grenzgeschwindigkeit aktiv ist. Als obere Grenzgeschwindigkeit ist beispielsweise eine Geschwindigkeitsschwelle zwischen 10 km/h und 20 km/h vorstellbar, da bei höheren Geschwindigkeiten von einem normalen Fahrbetrieb ausgegangen werden kann und der Anfahrvorgang abgeschlossen ist.Farther it is advantageous that the collision avoidance function only below an upper limit speed is active. As upper limit speed is for example a speed threshold between 10 km / h and 20 km / h imaginable, since at higher speeds of a normal driving operation can be assumed and the starting process is completed.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Kollisionsvermeidungsfunktion durch einen Fahrereingriff in den Antriebsstrang durch ein Übersteuern des Fahrpedals und/oder einen Fahrereingriff in die Verzögerungseinrichtungen durch Betätigung des Bremspedals deaktiviert wird. Hierdurch hat der Fahrer jederzeit die Möglichkeit durch eine gezieltes Niedertreten des Fahrpedals oder des Bremspedals diese Kollisionsvermeidungsfunktion zu übersteuern und das Fahrzeug nach seinen individuellen Vorgaben weiterzuführen.Farther it is advantageous that the collision avoidance function by a driver intervention in the drive train by oversteer the accelerator pedal and / or driver intervention in the deceleration devices by operation the brake pedal is deactivated. As a result, the driver has at any time the possibility by deliberately depressing the accelerator pedal or the brake pedal to override this collision avoidance function and the vehicle continue according to his individual specifications.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer Abstandsregelung oder Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm gespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor oder Signalprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, beispielsweise ein Read-Only-Memory.Of particular importance is the realization of the method according to the invention in the form of a control element which is provided for a control device of a distance control or cruise control of a motor vehicle. In this case, a program is stored on the control, which is executable on a computing device, in particular on a microprocessor or signal processor, and suitable for carrying out the method according to the invention. In this case, therefore, the invention is realized by a program stored on the control program, so that this provided with the program control in the same way is the invention as the method to whose execution the program is suitable. In particular, an electrical storage medium may be used as the control, for example a Read-only memory.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.Further Features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All described or illustrated features form for themselves or in any combination, the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency as well as independently from their formulation or presentation in the description or in the drawings.
Zeichnungendrawings
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigenfollowing Be exemplary embodiments of Invention explained with reference to drawings. Show it
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Effective date: 20110201 |